何恒:Ni2P辅助的界面载流子分离效率提高及其光催化活性增强论文

何恒:Ni2P辅助的界面载流子分离效率提高及其光催化活性增强论文

本文主要研究内容

作者何恒(2019)在《Ni2P辅助的界面载流子分离效率提高及其光催化活性增强》一文中研究指出:近年来,半导体光催化在环境污染治理和新能源开发方面得到了广泛的关注。虽然传统的异质结催化剂比纯相半导体催化剂的光催化活性有很大提高,但是仍然存在着诸多不足,比如界面电子传递阻力较大、载流子分离效率不高、稳定性有待提高等。针对这些不足,本文在传统异质结CdS/g-C3N4和BiOBr/g-C3N4的基础上,设计了基于过渡金属磷化物Ni2P的具有独特结构和功能的三元复合物,并通过一系列系统的表征手段探讨了光催化反应中光生电子-空穴分离传递的机制和光催化活性增强机制。主要研究内容和结论如下:(1)在Ⅱ型CdS/g-C3N4异质结中引入了少量Ni2P,构建了一种新型的CdS/Ni2P/g-C3N4三元复合物,在可见光(λ>420 nm)下表现出优异的全分解水活性,其分解水析出H2和O2的速率分别为15.56和7.75 mol·g-1·h-1,是CdS/g-C3N4活性的4.02倍。通过荧光光谱、瞬态光电流和电化学阻抗谱的研究发现,CdS/Ni2P/g-C3N4具有显著增强的光生载流子分离效率,从而使其表现出优异的光催化活性。理论计算表明,CdS/Ni2P/g-C3N4之间形成的内电场在Ni2P的参与下有效驱动g-C3N4导带(CB)上的电子向CdS的导带上迁移,即Ni2P发挥了一种新的电子桥作用。此项研究揭示了过渡金属磷化物在Ⅱ型半导体异质结中作为导带之间的电子桥对提高光电分离效率的重要作用。(2)基于Ni2P的电子桥作用将直接Z机制体系BiOBr/g-C3N4转变成为新型的间接Z机制体系BiOBr/Ni2P/g-C3N4(BNC体系)。在可见光(λ>400 nm)下,新型三元BNC体系降解污染物模型甲基橙(MO)的光催化性能是二元BiOBr/g-C3N4的1.91倍。这是因为Ni2P作为电子桥能够降低界面阻力,加速了光生电子从BiOBr的导带向g-C3N4的价带上的Z型电子转移过程。以上结果表明间接Z机制体系比相应的直接Z机制体系具有更佳的光生载流子的分离效率,从而显示出更佳的光催化活性。

Abstract

jin nian lai ,ban dao ti guang cui hua zai huan jing wu ran zhi li he xin neng yuan kai fa fang mian de dao le an fan de guan zhu 。sui ran chuan tong de yi zhi jie cui hua ji bi chun xiang ban dao ti cui hua ji de guang cui hua huo xing you hen da di gao ,dan shi reng ran cun zai zhao zhu duo bu zu ,bi ru jie mian dian zi chuan di zu li jiao da 、zai liu zi fen li xiao lv bu gao 、wen ding xing you dai di gao deng 。zhen dui zhe xie bu zu ,ben wen zai chuan tong yi zhi jie CdS/g-C3N4he BiOBr/g-C3N4de ji chu shang ,she ji le ji yu guo du jin shu lin hua wu Ni2Pde ju you du te jie gou he gong neng de san yuan fu ge wu ,bing tong guo yi ji lie ji tong de biao zheng shou duan tan tao le guang cui hua fan ying zhong guang sheng dian zi -kong xue fen li chuan di de ji zhi he guang cui hua huo xing zeng jiang ji zhi 。zhu yao yan jiu nei rong he jie lun ru xia :(1)zai Ⅱxing CdS/g-C3N4yi zhi jie zhong yin ru le shao liang Ni2P,gou jian le yi chong xin xing de CdS/Ni2P/g-C3N4san yuan fu ge wu ,zai ke jian guang (λ>420 nm)xia biao xian chu you yi de quan fen jie shui huo xing ,ji fen jie shui xi chu H2he O2de su lv fen bie wei 15.56he 7.75 mol·g-1·h-1,shi CdS/g-C3N4huo xing de 4.02bei 。tong guo ying guang guang pu 、shun tai guang dian liu he dian hua xue zu kang pu de yan jiu fa xian ,CdS/Ni2P/g-C3N4ju you xian zhe zeng jiang de guang sheng zai liu zi fen li xiao lv ,cong er shi ji biao xian chu you yi de guang cui hua huo xing 。li lun ji suan biao ming ,CdS/Ni2P/g-C3N4zhi jian xing cheng de nei dian chang zai Ni2Pde can yu xia you xiao qu dong g-C3N4dao dai (CB)shang de dian zi xiang CdSde dao dai shang qian yi ,ji Ni2Pfa hui le yi chong xin de dian zi qiao zuo yong 。ci xiang yan jiu jie shi le guo du jin shu lin hua wu zai Ⅱxing ban dao ti yi zhi jie zhong zuo wei dao dai zhi jian de dian zi qiao dui di gao guang dian fen li xiao lv de chong yao zuo yong 。(2)ji yu Ni2Pde dian zi qiao zuo yong jiang zhi jie Zji zhi ti ji BiOBr/g-C3N4zhuai bian cheng wei xin xing de jian jie Zji zhi ti ji BiOBr/Ni2P/g-C3N4(BNCti ji )。zai ke jian guang (λ>400 nm)xia ,xin xing san yuan BNCti ji jiang jie wu ran wu mo xing jia ji cheng (MO)de guang cui hua xing neng shi er yuan BiOBr/g-C3N4de 1.91bei 。zhe shi yin wei Ni2Pzuo wei dian zi qiao neng gou jiang di jie mian zu li ,jia su le guang sheng dian zi cong BiOBrde dao dai xiang g-C3N4de jia dai shang de Zxing dian zi zhuai yi guo cheng 。yi shang jie guo biao ming jian jie Zji zhi ti ji bi xiang ying de zhi jie Zji zhi ti ji ju you geng jia de guang sheng zai liu zi de fen li xiao lv ,cong er xian shi chu geng jia de guang cui hua huo xing 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自淮北师范大学的何恒,发表于刊物淮北师范大学2019-07-12论文,是一篇关于光催化论文,电子桥论文,全分解水论文,甲基橙论文,淮北师范大学2019-07-12论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自淮北师范大学2019-07-12论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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